了解电子测量|电子测量的内容特点及分类

引言：      

       通常情况下的电子测量是指对电子技术中各种电参量的测量，包括各种电量、电路元器件特性、电路特性的测量。通过传感器把非电量转换成电量后进行测量。

电子测量的内容：

1）电能量的测量

     电能量的测量包括电压、电流、功率、电场强度等参数的测量。

2）电路元器件参数的测量

     电路元器件参数的测量包括电阻、电感、电容、阻抗、品质因数等元件参数和晶体管、场效应管等器件参数的测量。

3）电信号特征的测量

     电信号特征的测量包括频率、周期、相位、失真度、脉冲参数、调幅度、数字信号逻辑状态等的测量。

4）电路参数的测量

     电路参数的测量包括通频带、选择性、增益、衰减、灵敏度和信噪比等参数的测量。

5）特性曲线的测量

     特性曲线的测量包括幅频特性、相频特性、器件特性等特性曲线的测量。

电子测量的特点：

1）测量速度快

       由于电子测量是通过电子运动和电磁波的传播等方式来实现的，因此具有其他方法无法比拟的高速度。该特性用以实现快速测量和实时测控，尤其对于远距离测控场合，该特性显得尤为重要。

2）测量量程宽

       量程是指测量范围的上、下限之差或上、下限之比。电子测量被测量的大小往往相差很大，如电压有 V、mV、μV、nV 等数量级，要求单台测量仪器具有较为宽广的测量范围。例如，高档次的数字式万用表，交直流电压测量范围为 100 nV～1 000 V，电阻测量范围为3×10-3～3×108Ω。

3）测量频率范围宽

       测量频率范围是指电子测量仪器在满足正常测试性能条件下，能够检测到的信号频率的上、下限。电子测量中被测量的频率覆盖范围很宽，一般在10-6～1012Hz。同一台仪器要实现全频率覆盖是困难的，通常根据不同的工作频段，采用不同测量原理，使用不同的测量仪器来实现测量。例如，信号发生器往往分成超低频信号发生器、音频信号发生器、高频信号发生器等。随着科技的发展，单台测量仪器的频率范围在不断拓宽。

4）测量准确度高

       电子测量仪器的准确度已达到较高水平，远高于其他测量仪器。尤其对于频率和时间的测量，由于采用原子频标和原子秒作为基准，测量精度可达10-13～10-14数量级。由于电子测量准确度高，误差小，使得它在各领域被广泛应用。

5）易于实现遥测

       电子测量可以通过各种类型的传感器，将现场各待测量转换成易于传输的电信号，采用有线或无线的方式，传输到测控中心，实现遥测和遥控。尤其是航天、军事、勘探等方面，实现人类难以靠近的地方的测量，并且可以实现全天候24 h的测量。

6）易于实现测量仪器的智能化和测试过程的自动化

       随着超大规模集成电路和微型计算机功能的提高，电子测量具有功耗低、测速快、可靠性高、存储量大的特点，实现测量仪器的智能化和测试过程的自动化。例如，在测量过程中能够实现程控、遥控、自动转换量程、自动调节、自校准、自动诊断故障、自动恢复；对于测量结果能够进行数据自动记录、自动运算和处理。

电子测量的分类：

为了达到正确测量的目的，合理选择测量仪器和测量方法极为重要，直接关系到测量实施的可行性、测量结果的可信度、测量工作的经济性。电子测量主要有以下几种分类。

1.按测量性质分类

根据被测量的性质，电子测量方法大致分为时域测量、频域测量、数据域测量和随机量测量四大类。

1）时域测量

       时域测量又称瞬态测量，测量与时间有函数关系的量，如电压、电流等。这些量的稳态值和有效值等参数可用电压表等仪表测量，其瞬态值可用示波器等仪器直接观测并测量。

2）频域测量

       频域测量又称稳态测量，测量与频率有函数关系的量，如电路增益、相移等。可通过频谱分析仪等仪器分析电路频谱特性、幅频特性、相频特性等。

3）数据域测量

      数据域测量又称逻辑测量，是对数字逻辑量进行测量。可通过逻辑分析仪等设备对数字量和电路的逻辑状态进行分析，观测并行数据的时序波形，或用“1、0”数据显示其逻辑状态。

4）随机量测量

      随机量测量又称统计测量，主要是指对各类噪声信号、干扰信号进行动态测量和统计分析。随机量测量在通信领域应用广泛。

2.按测量手段分类：

     按照测量手段分类，电子测量有直接测量、间接测量、组合测量三类方法。

1）直接测量

       直接测量指直接从电子测量仪器或仪表上获得测量结果的测量方法。例如，用电子计数器测量频率、电压表测量电压等。直接测量方法简单、迅速，广泛应用于工程测量中。

2）间接测量

       间接测量指先对几个与被测量有确定函数关系的电参量进行直接测量，然后通过函数公式、曲线或表格等，求出被测量的测量方法。当被测量不便于直接测量，或间接测量比直接测量更为准确时，可采用间接测量法。例如，直接测量电路中三极管集电极的电流，需要集电极支路有断口才能将电流表串入电路，而采用间接测量集电极电阻上的电压，除以集电极电阻值，这样获得电流值更简便易行。间接测量广泛应用于科研和工程测量中。

3）组合测量

       在某些测量中，被测量与多个未知量有关，无法通过直接测量和间接测量得出被测量的结果，需要改变测量条件进行多次测量，然后根据被测量与未知量的函数关系列出方程组求解被测量，即组合测量。这种测量方法过程较复杂，测量时间长，精度高，常用于科学实验。